專利名稱：一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種玻璃基集成光學(xué)中光波導(dǎo)的Y分支結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，ADSL仍然是寬帶接入網(wǎng)的主流，然而，在寬帶接入層面，下一代的網(wǎng)絡(luò)必然是光纖到戶。這是因?yàn)槿诤闲詷I(yè)務(wù)對(duì)帶寬提出了更高的要求。光纖通信具有頻帶寬、容量大、單位帶寬成本低、可承載高質(zhì)量視頻、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，它的使用可以在接入環(huán)節(jié)更好地適應(yīng)融合性業(yè)務(wù)發(fā)展需要。國(guó)內(nèi)光纖到戶的進(jìn)度已逐漸加快，而光分路器是用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本器件，屆時(shí)光分路器的需求量將會(huì)比較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種損耗低、效率高的玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括長(zhǎng)直波導(dǎo)，線性展寬波導(dǎo)，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)、第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的線性展寬波導(dǎo)一端連接長(zhǎng)直波導(dǎo)，另一端分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，構(gòu)成1X2的Y型分支結(jié)構(gòu)，所述的長(zhǎng)直波導(dǎo)的寬度與線性展寬波導(dǎo)起始節(jié)點(diǎn)寬度的寬度相等，所述的線性展寬波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)延伸，并在其末端分為兩邊，分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)完全，其中第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000 100000 iim，所述的第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000 100000 u m。所述的長(zhǎng)直波導(dǎo)的寬度為I. 5 18 ii m，長(zhǎng)度為100 2000 u m。所述的線性展寬波導(dǎo)的長(zhǎng)度為50 800 V- m,末端的寬度為3 40 ii m。所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的寬度為I. 5 18 iim，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的起始點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角為0. 1-1度，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端處切線方向與水平方向的夾角為0. 7-10度。所述的第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的寬度為I. 5 18 iim，第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的起始點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角為0. 1-1度，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端處切線方向與水平方向的夾角為0. 7-10度。所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑和寬度相等或不
坐寸o所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端各連一個(gè)所述Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成1X4的分支結(jié)構(gòu)，并在其末端繼續(xù)連接所述Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成1X8的分支結(jié)構(gòu)、IX 16的分支結(jié)構(gòu)、1X32的分支結(jié)構(gòu)、1X64的分支結(jié)構(gòu)、IX 128的分支結(jié)構(gòu)或1X256的分支結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型Y分支結(jié)構(gòu)主要用于光能量的均分和合波。這種結(jié)構(gòu)包含一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。輸入端用于接收前端其它光路傳播過(guò)來(lái)的光能量。兩個(gè)輸出端把一分為二的光能量傳播給后續(xù)的光路，以完成其它目的或功能。將該Y分支結(jié)構(gòu)依次連接，可以得至IJ I X 4，I X 8，I X 16，I X 32，I X 64，I X 128，I X 256功能性器件。與普通分支結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型的Y分支結(jié)構(gòu)，在保證光波傳輸損耗低的同時(shí)，光路的幾何形狀參數(shù)更加靈活多變，根據(jù)合理安排可以有效地縮短1X4，1X8，I X 16，I X 32，1X64，I X 128，I X 256功能性器件的長(zhǎng)度·。

圖I為現(xiàn)有Y型分支結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I如圖2所示，一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由長(zhǎng)直波導(dǎo)201，線性展寬波導(dǎo)202，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211組成。長(zhǎng)直波導(dǎo)201作為輸入端，節(jié)點(diǎn)P215是長(zhǎng)直波導(dǎo)201的末端，長(zhǎng)直波導(dǎo)201的長(zhǎng)度是L211，寬度是W204。線性展寬波導(dǎo)202的起始節(jié)點(diǎn)是P215，終止節(jié)點(diǎn)是P216，長(zhǎng)度是L205，末端的寬度是W212。第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的起始節(jié)點(diǎn)分別是P217和P218，節(jié)點(diǎn)P217和節(jié)點(diǎn)P218都位于線性展寬波導(dǎo)202末尾一端的邊界上，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的曲率半徑分別為R219和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑為R208，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的寬度是W213，第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的寬度是W214。角度A209是第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203在節(jié)點(diǎn)P217處的切線方向與水平方向的夾角。角度A210是第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203在末尾處的切線方向與水平方向的夾角。角度A220是第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211在節(jié)點(diǎn)P218處的切線方向與水平方向的夾角。角度A221是第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211在末尾處的切線方向與水平方向的夾角。其中長(zhǎng)直波導(dǎo)201的寬度W204為1211111，長(zhǎng)度1211為800 y m ;線性展寬波導(dǎo)202的長(zhǎng)度L205為200 u m,末端的寬度W212為24 y m ;第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的曲率半徑R219為20000 u m,寬度W213為12 y m，起始點(diǎn)角度A209為0. 3度，末端角度A210為I. 5度。第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑R208為20000iim，寬度W214為12iim，起始點(diǎn)角度A220為0. 3度，末端角度A221為I. 5度。第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑和寬度可以不相等。第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的末端偏離Y分支中心線的距離為W207，且滿足(W207) = (R208) [cos (A220)-cos (A221) ] (I)第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的末端在水平方向上偏離節(jié)點(diǎn)P215的距離為L(zhǎng)206，且滿足(L206) = (L205) + (R208) [sin (A221)-sin (A220) ] (2)[0021]如圖I所示，是一種最普通的Y分支結(jié)構(gòu)，它由用作輸入端口的長(zhǎng)直波導(dǎo)101，以及兩個(gè)輸出直 波導(dǎo)102和直波導(dǎo)112組成，長(zhǎng)直波導(dǎo)101的長(zhǎng)度是L108，寬度是W103，末端節(jié)點(diǎn)是P112。直波導(dǎo)102的長(zhǎng)度是L109，寬度是W110，與水平方向的夾角為A105。輸出端口的末端偏離Y分支中心線的距離為W107，且滿足(W107) = (L109) sin(A105) (3)輸出端口的末端在水平方向上偏離節(jié)點(diǎn)P112的距離為L(zhǎng)106，且滿足(L106) = (L109) cos(A105) (4)從以上4個(gè)式子比較可以知道，在保證損耗比較低的情況下，當(dāng)橫向展寬W207與W107相等時(shí)，L206可以小于L106，它表示本實(shí)用新型的Y型分支結(jié)構(gòu)在橫向展寬量相同時(shí)，長(zhǎng)度可以更小。實(shí)施例2其中長(zhǎng)直波導(dǎo)201的寬度W204為I. 5 y m，長(zhǎng)度L211為100 y m ;線性展寬波導(dǎo)202的長(zhǎng)度L205為50 ii m，末端的寬度W212為3 y m ;第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的曲率半徑R219為15000 u m,寬度W213為I. 5 y m,起始點(diǎn)角度A209為0. I度，末端角度A210為0. 7度。第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑R208為15000iim，寬度W214為起始點(diǎn)角度A220為0. I度，末端角度A221為0. 7度。第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑和寬度相等。再在第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211末端分別再各連接一個(gè)Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一個(gè)一分為四即(1X4)的分支結(jié)構(gòu)，其余同實(shí)施例I。實(shí)施例3其中長(zhǎng)直波導(dǎo)201的寬度W204為18 y m，長(zhǎng)度L211為2000 y m ;線性展寬波導(dǎo)202的長(zhǎng)度L205為800 u m,末端的寬度W212為40 y m ;第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的曲率半徑R219為100000 u m,寬度W213為18 y m，起始點(diǎn)角度A209為I度，末端角度A210為10度。第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑R208為lOOOOOiim，寬度W214為18iim，起始點(diǎn)角度A220為I度，末端角度A221為10度。第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑和寬度相等。再在第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211末端分別再各連接一個(gè)Y型分支結(jié)構(gòu)，并在新的四個(gè)圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端繼續(xù)各連接一個(gè)Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一個(gè)一分為八即(1X8)的分支結(jié)構(gòu)，其余同實(shí)施例I。實(shí)施例4其中長(zhǎng)直波導(dǎo)201的寬度W204為1011111，長(zhǎng)度1211為1000 y m ;線性展寬波導(dǎo)202的長(zhǎng)度L205為500 u m,末端的寬度W212為22 y m ;第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203的曲率半徑R219為50000 u m,寬度W213為10 y m，起始點(diǎn)角度A209為0. 5度，末端角度A210為5度。第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑R208為60000iim，寬度W214為12iim，起始點(diǎn)角度A220為0. 5度，末端角度A221為5度。第一圓弧形彎曲波導(dǎo)203和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)211的曲率半徑和寬度不相等。其余同實(shí)施例I。將本實(shí)用新型利用于玻璃基光分路器芯片，還可構(gòu)成1X16的分支結(jié)構(gòu)、1X32的分支結(jié)構(gòu)、I X 64的分支結(jié)構(gòu)、I X 128的分支結(jié)構(gòu)或1X256的分支結(jié)構(gòu)等等。并合理調(diào)整其分支結(jié)構(gòu)的參數(shù)，可以縮短器件總體長(zhǎng)度。
權(quán)利要求1.一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括長(zhǎng)直波導(dǎo)，線性展寬波導(dǎo)，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)、第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的線性展寬波導(dǎo)一端連接長(zhǎng)直波導(dǎo)，另一端分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，構(gòu)成1X2的Y型分支結(jié)構(gòu)，所述的長(zhǎng)直波導(dǎo)的寬度與線性展寬波導(dǎo)起始節(jié)點(diǎn)寬度的寬度相等，所述的線性展寬波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)延伸，并在其末端分為兩邊，分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)完全，其中第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000 100000 iim，所述的第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000 100000 y m。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的長(zhǎng)直波導(dǎo)的寬度為I. 5 18 ii m，長(zhǎng)度為100 2000 u m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的線性展寬波導(dǎo)的長(zhǎng)度為50 800 V- m,末端的寬度為3 40 ii m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的寬度為I. 5 18y m，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的起始點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角為0. 1-1度，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端處切線方向與水平方向的夾角為0.7-10 度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的寬度為I. 5 18y m，第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的起始點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角為0. 1-1度，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端處切線方向與水平方向的夾角為0.7-10 度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑和寬度相等或不等。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的末端各連一個(gè)所述Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成I X 4的分支結(jié)構(gòu)，并在其末端繼續(xù)連接所述Y型分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)成I X 8的分支結(jié)構(gòu)、I X 16的分支結(jié)構(gòu)、I X 32的分支結(jié)構(gòu)、I X 64的分支結(jié)構(gòu)、I X 128的分支結(jié)構(gòu)或I X 256的分支結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種玻璃基集成光學(xué)器件中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括長(zhǎng)直波導(dǎo)，線性展寬波導(dǎo)，第一圓弧形彎曲波導(dǎo)、第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的線性展寬波導(dǎo)一端連接長(zhǎng)直波導(dǎo)，另一端分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，構(gòu)成1×2的Y型分支結(jié)構(gòu)，所述的長(zhǎng)直波導(dǎo)的寬度與線性展寬波導(dǎo)起始節(jié)點(diǎn)寬度的寬度相等，所述的線性展寬波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)延伸，并在其末端分為兩邊，分別連接第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)，所述的第一圓弧形彎曲波導(dǎo)和第二圓弧形彎曲波導(dǎo)以長(zhǎng)直波導(dǎo)的中心線為中心向兩側(cè)完全，其中第一圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000～100000μm，所述的第二圓弧形彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為15000～100000μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有損耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B6/125GK202512264SQ201220134119
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者商惠琴, 楊建義, 王明華, 王毅強(qiáng), 肖熠, 郝寅雷 申請(qǐng)人:上海光芯集成光學(xué)股份有限公司